2007年3月6日
的研究人员麻省理工学院,乔治亚理工学院和俄亥俄州立大学已经开发出一种新的计算机建模的方法来研究材料在压力下表现如何在原子水平,提供见解,可以帮助工程师设计材料理想的平衡力量和抵欧洲杯足球竞彩抗失败。
在设计材料时,通常会有强度和延欧洲杯足球竞彩性之间的权衡(打破阻力)属性,是材料的性能至关重要。
近年来纳米技术的发展允许研究人员操作材料的纳米结构强劲和韧性。现在,家与麻省理工学院有关的团队已经发现为什么一些nano-designed金属行为与理想的强度和延性之间的妥协。
领导的团队,题名为,福特教授工程材料科学与工程系,开发了一种模拟方法来源于实验数据,让他们想象材料的变形在时间尺度上的分钟。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球以前的方法只允许nanosecond-scale一瞥在原子水平的过程。
“这是一个方法来看看真正原子尺度的力学性能实验的局限性,而不会陷入纳秒时间尺度的模拟分子动力学等方法,“苏雷什说,一篇文章的资深作者的工作作为封面故事出现在2月27日出版的美国国家科学院院刊》上欧洲杯线上买球。
使用新的方法,研究人员发现,材料的延性和强度大大受到一种特殊的接口称为双boundary-an突然的内部接口的每一面都是精确的镜面反射的原子的另一边。欧洲杯足球竞彩双边界可以引入不同的密度,以一种受控制的方式,在金属纳米晶体。
多年来,工程师能够修补金属的结构,使它们更强。最常用的金属,包括铜、银、金和铝,传统上由宏观尺寸的“积木”称为谷物,每个包含数以百万计的原子。
大约二十年前,材料工程师们发现,当他们把这些颗欧洲杯足球竞彩粒较小,通常几十纳米的平均尺寸,金属变得更强大。被称为纳米晶体金属,他们几次比传统微晶金属。
然而,随着纳米晶体金属变得更强,他们也变得更加脆弱(韧性)。例如,铜10微米的颗粒可能有延性(取决于确切的成分)的约50%,但在10纳米晶粒尺寸,延性低于5%,据苏雷什。
“在大多数应用程序中,您需要的最佳组合强度和延性,“苏雷什说。
几年前,研究人员在中国沈阳材料科学国家实验室合成一种新型的纳米金属,nano-twinned铜。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球材料是由引入控制浓度的双边界在非常小的金属颗粒使用被称为脉冲电沉积技术。
沈阳集团与Suresh麻省理工学院的团队合作在过去的两年里证明nano-twinned铜具有许多相同的理想特征nano-grained铜,除了导致良好的结合强度和延性。通过控制双边界内的厚度和间距小颗粒纳米级精度,他们能够生产多种不同规格的铜可调的组合强度和延性。
间发生的内部接口如晶界(谷物)和双边界中发挥关键作用的强度和延性金属。
当有小颗粒在金属结构,因此更多的晶界对于一个给定的体积,有更多的交互之间的边界和混乱,或弦缺陷在材料颗粒之间移动内部和机械变形。这些边界的大比例导致金属的脆性。
添加纳米双边界,有效地细分谷物,也有类似的强化效果,但双边界不促进晶界一样相同级别的脆性。
“你可以欺骗材料和优化两个强度和延性通过修改混乱和这些纳米双边界之间的相互作用在颗粒内部,“苏雷什说。
这项新研究揭示了延性nano-twinned铜可以归因于变化的双边界材料的原子结构是畸形的。
金属也有双边界维持他们的导电性比金属晶界,使它们更有用的应用程序,比如电脑芯片组件。纳米晶体金属都是强大和韧性也可以用于许多耐磨薄膜涂层的应用程序和MEMS(微机电系统)设备,苏雷什说。
研究人员计划使用他们的新方法看等其他材料的结构和其他类型的边界。欧洲杯足球竞彩
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